(57)【要約】【課題】舵角センサによって検出される操舵角について、端当て衝撃回避制御にも適用可能な精度の高い異常判定処理を行うことができるステアリング装置を提供する。【解決手段】車速Ｖと操舵速度ωｒｅと操舵トルクＴｓとに基づいて、ハンドルが中立位置にあるか否かを判定する。ハンドルが中立位置にある状態が所定時間継続したとき、その所定時間における検出操舵角θの平均値を求め、その平均値が所定角度以上であれば、舵角センサ２によって検出される操舵角は異常であると判定する。操舵角の平均値が所定角度未満であれば、さらに、所定時間操舵速度ωｒｅを積算する。そして、所定時間における操舵速度ωｒｅの積算値と当該所定時間後の検出操舵角θとの差を求め、その差が所定値以上であれば、舵角センサ２によって検出される操舵角は異常であると判定する。【選択図】図２
2005088709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作手段による操作に応じて車両を操舵するためのステアリング装置であって、
前記車両を操舵するための操作手段に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
前記操作手段の操作角度である操舵角を検出する舵角検出手段と、
前記舵角検出手段とは独立に前記操作手段の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
前記舵角検出手段によって検出される操舵角である検出操舵角が異常であるか否かを判定する舵角異常判定手段とを備え、
前記舵角異常判定手段は、
前記舵角検出手段とは独立に前記操作手段が中立位置にあるか否かを判定し、前記操作手段が中立位置にあると判定されたときの前記検出操舵角に基づいて、当該検出操舵角が異常であるか否かを判定する第１の判定手段と、
前記検出操舵角と、前記操舵速度から算出される操舵角とに基づいて当該検出操舵角が異常であるか否かを判定する第２の判定手段とを含むことを特徴とする、ステアリング装置。
【請求項２】
前記車両の車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記第１の判定手段は、
前記車速と、前記操舵速度と、前記操舵トルクとに基づいて前記操作手段が中立位置にあるか否かを判定する中立位置判定手段と、
前記中立位置判定手段によって前記操作手段が中立位置にあると第１の所定時間継続して判定されたときに、前記第１の所定時間における前記検出操舵角の平均値が第１の所定値以上であれば当該検出操舵角が異常であると判定する第１の異常検出手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記第２の判定手段は、
前記操舵速度の積分値を算出する積分手段と、
前記検出操舵角と第２の所定時間における前記積分値との差が第２の所定値以上であれば当該検出操舵角が異常であると判定する第２の異常検出手段と、
を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関し、特に、ステアリング装置の操作手段であるハンドルの操舵角を検出する舵角センサの異常検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。この電動パワーステアリング装置には操舵のための操作手段であるハンドルの操舵角を検出する舵角センサが設けられており、舵角センサによって検出される操舵角（以下、「検出操舵角」という）に基づき、ハンドルの収斂性を向上させるためのダンピング制御やハンドルの戻り性能を向上させるためのハンドル戻し制御等が行われている。このような電動パワーステアリング装置において、運転者がハンドルを最大舵角まで回転させた時、そのハンドルの回転は強制的に停止する（以下、このようにハンドルの回転が強制的に停止することを「端当て」という）が、その端当て時に生じる音や衝撃を低減すること（以下、端当て時の音や衝撃を低減するための制御を「端当て衝撃回避制御」という）が従来より課題となっている。
【０００３】
上記の端当て衝撃回避制御は、ハンドルの操舵角や操舵速度に基づいて効果的に行われる。ところが、操舵角を検出する舵角センサの中立位置の調整は当該舵角センサが車載された状態で行われるので、精度よく調整することが困難である。例えばボールねじ等の誤差の影響を受けることにより、検出操舵角に誤差が生じることがある。検出操舵角に誤差が生じると、検出操舵角が零の時のハンドルの位置と実際に車両が直線走行している状態におけるハンドルの位置とが一致しなくなる。このように舵角センサの中立位置の調整が困難なことに鑑み、特許第２９７０３５１号公報には、車両が直進している条件のもとでの検出操舵角の一定時間における平均値に基づいて検出操舵角が補正される発明が開示されている。また、特開２００２−２５１６号公報に開示された発明では、検出操舵角と操舵速度、および操舵トルクとによってハンドルの中立位置が推定される。そして、その推定された中立位置に応じてモータを駆動するための電流指令値が補正される。ところで、上述したダンピング制御やハンドル戻し制御においては、検出操舵角に誤差が生じてもその誤差による影響は小さい。このため、検出操舵角が異常であるか否かについての従来の判定処理（以下、「舵角異常判定処理」という）は簡単なものであった。従来は、例えば、検出操舵角がハンドルの回転可能な最大舵角よりも大きければ当該検出操舵角は異常であると判定されていた。
【特許文献１】特許第２９７０３５１号公報
【特許文献２】特開２００２−２５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、端当て衝撃回避制御においては、検出操舵角に誤差が生じると、その誤差による影響は大きく、端当て時の音や衝撃を回避するという目的を達成することが困難となる。このため、端当て衝撃回避制御においては、従来から行われている簡単な舵角異常判定処理では不十分である。また、上記特許第２９７０３５１号公報および特開２００２−２５１６号公報に開示された発明は、検出操舵角に基づくハンドルの中立位置と実際のハンドルの中立位置とのずれを調整するためのものであり、検出操舵角に誤差が生じているか否かを高い精度で判定するものではない。
【０００５】
そこで本発明では、舵角センサによって検出されるハンドルの操舵角が異常であるか否かを高い精度で検出することができる舵角異常判定処理を行うステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、操作手段による操作に応じて車両を操舵するためのステアリング装置であって、
前記車両を操舵するための操作手段に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
前記操作手段の操作角度である操舵角を検出する舵角検出手段と、
前記舵角検出手段とは独立に前記操作手段の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
前記舵角検出手段によって検出される操舵角である検出操舵角が異常であるか否かを判定する舵角異常判定手段とを備え、
前記舵角異常判定手段は、
前記舵角検出手段とは独立に前記操作手段が中立位置にあるか否かを判定し、前記操作手段が中立位置にあると判定されたときの前記検出操舵角に基づいて、当該検出操舵角が異常であるか否かを判定する第１の判定手段と、
前記検出操舵角と、前記操舵速度から算出される操舵角とに基づいて当該検出操舵角が異常であるか否かを判定する第２の判定手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記車両の車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記第１の判定手段は、
前記車速と、前記操舵速度と、前記操舵トルクとに基づいて前記操作手段が中立位置にあるか否かを判定する中立位置判定手段と、
前記中立位置判定手段によって前記操作手段が中立位置にあると第１の所定時間継続して判定されたときに、前記第１の所定時間における前記検出操舵角の平均値が第１の所定値以上であれば当該検出操舵角が異常であると判定する第１の異常検出手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明及び第２の発明において、
前記第２の判定手段は、
前記操舵速度の積分値を算出する積分手段と、
前記検出操舵角と第２の所定時間における前記積分値との差が第２の所定値以上であれば当該検出操舵角が異常であると判定する第２の異常検出手段と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記第１の発明によれば、第１の判定処理および第２の判定処理により、舵角検出手段によって検出される操舵角が異常であるか否かが判定される。第１の判定処理では、操作手段が中立位置にあるときに検出される操舵角に基づいて、検出操舵角が異常であるか否かが判定される。また、第２の判定処理では、舵角検出手段とは独立した手段によって算出される操舵角と舵角検出手段によって検出される操舵角とに基づいて、検出操舵角が異常であるか否かが判定される。これにより、操作手段が中立位置にある時の検出操舵角の異常と操作手段の回転時の検出操舵角の異常とが検出される。このため、従来に比べると検出操舵角の異常が高い精度で検出され、従来検出されなかった異常も検出される。そして、舵角検出手段で検出される操舵角に基づいたモータ制御の信頼性を高めることができる。
【００１０】
上記第２の発明によれば、上記第１の判定処理において車速と操舵速度と操舵トルクとに基づいて操作手段が中立位置にあるか否かが判定される。このため、従来からある車速検出手段とトルク検出手段と操舵速度検出手段とによって、検出操舵角の中点が正常かどうかを判定し、正常である場合に上記第２の判定処理を行なうことで、第１の発明と同様、従来に比べ舵角検出手段によって検出される操舵角の異常が高い精度で検出される。
【００１１】
上記第３の発明によれば、第１の発明および第２の発明と同様、従来に比べ舵角検出手段によって検出される操舵角の異常が高い精度で検出され、従来検出されなかった異常も検出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル１００に一端が固着されるステアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４と、ハンドル１００の操舵角θを検出する舵角センサ２と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ３と、当該車両の走行速度Ｖを検出する車速センサ４と、ハンドル操作による運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生するブラシレスモータ６と、その操舵補助力をラック軸に伝達するボールねじ駆動部１１と、ブラシレスモータ６のロータの回転位置を検出する位置検出センサ１２と、車載バッテリ８から電源の供給を受けて、舵角センサ２、トルクセンサ３、車速センサ４および位置検出センサ１２からのセンサ信号に基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５とを備えている。
【００１４】
運転者がハンドル１００を操作すると、トルクセンサ３によって検出された操舵トルクＴｓと車速センサ４によって検出された車速Ｖと位置検出センサ１２によって検出されたロータの回転位置（回転角度θｒｅ）とに基づいて、ＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これによりモータ６は操舵補助力を発生し、その操舵補助力がボールねじ駆動部１１を介してラック軸に加えられることにより、運転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクＴｓとモータ６の発生する操舵補助力とによって、ラック軸が往復運動を行う。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームから成る連結部材１０６を介して車輪１０８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪１０８の向きが変わる。
【００１５】
＜２．制御装置の構成＞
図２は、上記電動パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵ５の構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記する）１０とモータ駆動部とから構成される。マイコン１０は、その内部のメモリに格納された所定のプログラムを実行することにより、目標電流設定部１１４と、舵角異常判定部１７０と、減算器１２２、１２４と、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６と、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８と、ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２と、符号反転加算器１３４と、３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８と、ロータ角速度演算部１４２とから構成されるモータ制御部として機能する。モータ駆動部は、モータ制御部としてのマイコン１０から出力される電圧指令値に基づき３相のブラシレスモータ６を駆動するハードウェア（回路）であり、ＰＷＭ信号生成回路１５０と、モータ駆動回路１５２と、Ｕ相電流検出器１５６と、Ｖ相電流検出器１５４と、ロータ角度位置検出器１６２とから構成される。また、ＥＣＵ５にはリレー（不図示）が設けられており、当該リレーが閉じられている期間中、モータ駆動部およびブラシレスモータ６へ電源が供給される。
【００１６】
ハンドル１００が操作されると、トルクセンサ３によって検出される操舵トルクＴｓと車速センサ４によって検出される車速Ｖと舵角センサ２によって検出される操舵角（検出操舵角）θとがＥＣＵ５に入力される。また、モータ６に取り付けられた位置検出センサ１２から出力されるセンサ信号に基づいて、ロータ角度位置検出器１６２は、モータ６のロータである回転界磁（永久磁石）の回転位置すなわち電気角（ロータ角度）θｒｅを示す信号を出力する。ロータ角速度演算部１４２は、ロータ角度θｒｅに基づいてロータ角速度（操舵速度）ωｒｅを出力する。なお、位置検出センサ１２は例えばレゾルバであり、位置検出センサ１２とロータ角度位置検出器１６２とロータ角速度演算部１４２とで操舵速度検出手段が実現される。この操舵速度検出手段によって、舵角センサ２とは独立に操舵速度ωｒｅが検出される。
【００１７】
目標電流設定部１１４は、操舵トルクＴｓ、車速Ｖ、操舵角θ、ロータ角速度ωｒｅに基づいて、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊を出力する。このｑ軸電流指令値ｉｑ＊は、モータ６が発生すべきトルクに対応する電流値であり、減算器１２４に入力される。一方、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊は、トルクに関与しないのでｉｄ＊＝０として、減算器１２２に入力される。ここで、目標電流設定部１１４には、アシストマップと呼ばれる、操舵トルクと目標電流値とを対応づけるテーブルが格納されているが、舵角センサ２によって検出される操舵角θに応じて、端当て時の衝撃を緩和すべく操舵補助力を低減するためにアシスト電流が低減される。また、舵角異常判定部１７０では、操舵トルクＴｓ、車速Ｖ、操舵角θおよびロータ角速度ωｒｅに基づいて、舵角異常判定処理が行われる。そして、その舵角異常判定処理の判定結果を示す異常判定結果信号Ｓが舵角異常判定部１７０から出力され、目標電流設定部１１４に入力される。
【００１８】
３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８は、ロータの電気角θｒｅに基づいて、Ｕ相モータ電流値ｉｕおよびＶ相モータ電流値ｉｖを、ｄ−ｑ座標上の値であるｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑに変換する。このｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑは、減算器１２２および減算器１２４にそれぞれ入力される。減算器１２２では、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｄ軸モータ電流値ｉｄとの偏差ｉｄ＊−ｉｄが出力される。そして、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６では、その偏差ｉｄ＊−ｉｄに基づく比例積分演算によって、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊が出力される。一方、減算器１２４では、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊とｑ軸モータ電流値ｉｑとの偏差ｉｑ＊−ｉｑが出力される。そして、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８では、その偏差ｉｑ＊−ｉｑに基づく比例積分演算によって、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊が出力される。ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２では、ロータの電気角θｒｅに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を、３相交流座標上の値であるＵ相電圧指令値ｖｕ＊およびＶ相電圧指令値ｖｖ＊に変換する。そして、符号反転加算器１３４は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ＊およびＶ相電圧指令値ｖｖ＊からＷ相電圧指令値ｖｗ＊を算出する。ＰＷＭ信号生成回路１５０は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値ｖｖ＊、Ｗ相電圧指令値ｖｗ＊を受け取り、それらの指令値に応じてデューティ比の変化するＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを生成する。モータ駆動回路１５２では、そのＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗによってスイッチング素子がオン／オフされ、それにより、デューティ比に応じた電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗがモータ６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ印加される。
【００１９】
＜３．舵角異常判定処理＞
次に、この電動パワーステアリング装置における舵角異常判定処理について説明する。上述のとおり、従来技術による舵角異常判定処理は簡単なものであり、その判定結果の精度は高いものではなかった。本実施形態においては、高い精度で検出操舵角θの異常を検出するために第１の判定処理と第２の判定処理とが行われる。第１の判定処理では、操舵速度ωｒｅと車速Ｖと操舵トルクＴｓとに基づいてハンドルが中立位置にあるか否かが判定される。そして、ハンドルが中立位置にある期間中の検出操舵角θの平均値に基づいて、舵角センサ２による操舵角の検出に異常が生じているか否かが判定される。第２の判定処理では、第１の判定処理後の所定時間、操舵速度ωｒｅが積算される。そして、その所定時間当該操舵速度ωｒｅが積算された積分値と当該所定時間経過後の検出操舵角θとの差に基づいて、舵角センサ２による操舵角の検出に異常が生じているか否かが判定される。以下、図３から図５に示すフローチャートを参照しつつ、本実施形態における舵角異常判定処理の手順を詳述する。
【００２０】
図３は、本実施形態における舵角異常判定処理の手順を示すフローチャートである。モータの駆動が開始すると、本フローチャートに示す舵角異常判定処理における各パラメータの初期値が設定される（ステップＳ１０）。この舵角異常判定処理では、パラメータとして車速比較値α、操舵速度比較値β、操舵トルク比較値γ、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１、第２の積分時間カウンタＣｎｔ２、積分時間Ｔｔ、第１段階期間（第１の所定時間）Ｔｉ１、第２段階期間（第２の所定時間）Ｔｉ２、第２段階許可フラグＦｌｇ２、操舵角積算値Ｓθ、時間平均操舵角θａｖｅ、操舵速度積算値θωｉ、第１判定角度（第１の所定値）δ、第２判定角度（第２の所定値）ｅ、操舵角推定誤差θｅおよび操舵角異常フラグＦｌｇθが用いられる。なお、各パラメータについての説明は、それぞれ後述する。
【００２１】
ステップＳ１０の終了後、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６およびステップＳ１８が順次実行され、各ステップにおいて、それぞれ、操舵速度ωｒｅ、車速Ｖ、操舵トルクＴｓ、および操舵角θが検出される。以上のように操舵速度ωｒｅ、車速Ｖ、操舵トルクＴｓおよび操舵角θが検出された後、第２段階許可フラグＦｌｇ２が「０」であるか否かが判定される（ステップＳ２０）。なお、第２段階許可フラグＦｌｇ２には、前述のステップＳ１０で「０」が設定されている。ここで、第２段階許可フラグＦｌｇ２とは、第１の判定処理を行うか第２の判定処理を行うかを示すフラグであり、「０」が設定されていれば第１の判定処理が行われ、「１」が設定されていれば第２の判定処理が行われる。ステップＳ２０での判定の結果、第２段階許可フラグＦｌｇ２が「０」であればステップＳ２１に進み、第１の判定処理が行われる。一方、判定の結果、第２段階許可フラグＦｌｇ２が「０」でなければステップＳ２２に進み、第２の判定処理が行われる。なお、第１の判定処理の詳細な手順を示すフローチャートを図４に示し、第２の判定処理の詳細な手順を示すフローチャートを図５に示す。
【００２２】
ステップＳ２１（第１の判定処理）もしくはステップＳ２２（第２の判定処理）の終了後、操舵角異常フラグＦｌｇθが「０」であるか否かが判定される（ステップＳ９０）。なお、操舵角異常フラグＦｌｇθには、前述のステップＳ１０で「０」が設定されている。ステップＳ９０での判定の結果、操舵角異常フラグＦｌｇθが「０」であればステップＳ１２に戻る。一方、判定の結果、操舵角異常フラグＦｌｇθが「０」でなければ、後述のように異常対応が行われ（ステップＳ９２）、終了する。ステップＳ９２では、舵角異常判定部１７０から目標電流設定部１１４に舵角センサ２によって検出される操舵角が異常である旨を示す信号が送られ、例えば、舵角センサ２を用いた制御処理が停止する。
【００２３】
＜３．１  第１の判定処理＞
第１の判定処理について、図４を参照しつつ説明する。第１の判定処理が開始すると、まず、ハンドルが中立位置にあるか否かが判定される（ステップＳ３０）。ここで、従来より、車速Ｖと操舵速度ωｒｅと操舵トルクＴｓとに基づいてハンドルの中立位置が推定できることが知られている（例えば、特開２００２−２５１６号公報参照）。そこで、本実施形態では、車速Ｖと操舵速度ωｒｅと操舵トルクＴｓとが、ステップＳ１０で設定された車速比較値α、操舵速度比較値β、操舵トルク比較値γとそれぞれ比較される。具体的には、車速Ｖ、操舵速度ωｒｅおよび操舵トルクＴｓについて、以下の式（１）〜（３）に示す条件がすべて満たされていれば、ハンドルが中立位置にあると判定される。
Ｖ＞α・・・（１）
｜ωｒｅ｜＜β・・・（２）
｜Ｔｓ｜＜γ・・・（３）
なお、操舵速度ωｒｅおよび操舵トルクＴｓは、右向きを正、左向きを負として表わされる。ステップＳ３０では操舵速度ωｒｅの大きさおよび操舵トルクＴｓの大きさをそれぞれ操舵速度比較値β、操舵トルク比較値γと比較するため、上式（２）および（３）の操舵速度ωｒｅおよび操舵トルクＴｓは絶対値で示される。
【００２４】
ステップＳ３０での判定の結果、上式（１）〜（３）に示す条件がすべて満たされていれば、すなわちハンドルが中立位置にあると判定されるとステップＳ３２に進む。一方、上式（１）〜（３）に示す条件のうち、いずれかひとつでも満たされていないものがあれば、すなわちハンドルが中立位置にないと判定されるとステップＳ６０に進む。以上のように、ステップＳ３０によって中立位置判定手段が実現される。
【００２５】
ステップＳ３２では、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１に「１」が加算される。ハンドルが中立位置にある状態が所定時間継続したか否かを判定するために、後述するステップＳ４０でこの第１の積分時間カウンタＣｎｔ１が用いられる。なお、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１には、前述のステップＳ１０で「０」が設定されている。
【００２６】
次に、ハンドルが中立位置にある状態が継続している期間中の操舵角の積算値が算出される。具体的には、操舵角積算値Ｓθに「検出操舵角θ×演算周期Ｔｋ」が加算される（ステップＳ３４）。ここで、演算周期Ｔｋとは、このフローチャートで示す舵角異常判定処理が１周する周期（ステップＳ３４の実行後、再度ステップＳ３４が実行されるまでの時間）であり、ＥＣＵ毎に決まる値である。なお、操舵角積算値Ｓθには、前述のステップＳ１０で「０」が設定されている。
【００２７】
次に、ハンドルが中立位置にある状態が、検出操舵角θが異常であるか否かを判定するために予め決められた時間（第１段階期間）継続したか否かが判定される。具体的には、前述した第１の積分時間カウンタＣｎｔ１とステップＳ１０で値が設定された第１段階期間Ｔｉ１とが比較される（ステップＳ４０）。その結果、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１が第１段階期間Ｔｉ１以上であれば、ステップＳ４２に進む。一方、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１が第１段階期間Ｔｉ１未満であれば、第１の判定処理を終了し、図３に示すステップＳ９０に進む。なお、第１段階期間Ｔｉ１としては、例えば１秒から２秒の時間に対応する値が設定される。
【００２８】
ステップＳ４２では、ハンドルが中立位置にある状態が継続した時間（積分時間Ｔｔ）における検出操舵角θの平均値である時間平均操舵角θａｖｅが次式（４）により算出される。
θａｖｅ＝Ｓθ／Ｔｔ・・・（４）
なお、積分時間Ｔｔは次式（５）により算出される。
Ｔｔ＝（Ｃｎｔ１−１）×Ｔｋ・・・（５）
上記の時間平均操舵角θａｖｅの算出後は、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１に「０」が設定され（ステップＳ４４）、操舵角積算値Ｓθに「０」が設定される（ステップＳ４６）。
【００２９】
その後、検出操舵角θが異常であるか否かが判定される。具体的には、ステップＳ４２で算出された時間平均操舵角θａｖｅの絶対値とステップＳ１０で値が設定された第１判定角度δとが比較される（ステップＳ５０）。このステップＳ５０によって、第１の異常検出手段が実現されている。なお、第１判定角度δは、例えば「１０度」と設定されている。ステップＳ５０での比較の結果、時間平均操舵角θａｖｅの絶対値が第１判定角度δを超えていれば、操舵角異常フラグＦｌｇθに「１」が設定される（ステップＳ５２）。これは、ハンドルが中立位置にあるにも拘わらず検出操舵角θが中立位置を示していない、すなわち舵角センサ２による操舵角の検出に異常が生じていることを意味している。この場合、前述のように異常対応が行われる。一方、ステップＳ５０での比較の結果、時間平均操舵角θａｖｅの絶対値が第１判定角度δ以下であれば、第２の判定処理に進むために第２段階許可フラグＦｌｇ２に「１」が設定される（ステップＳ５４）。ステップＳ５２またはステップＳ５４が終了すると、図３に示すステップＳ９０に進む。
【００３０】
ステップＳ３０での判定の結果、ハンドルが中立位置にないと判定されると、第１の積分時間カウンタＣｎｔ１に「０」が設定され（ステップＳ６０）、操舵角積算値Ｓθに「０」が設定される（ステップＳ６２）。これにより、次にハンドルが中立位置にある状態になったときに、当該状態の継続時間と当該状態における操舵角積算値Ｓθとが零から加算される。ステップＳ６２が終了すると、図３に示すステップＳ９０に進む。
【００３１】
＜３．２  第２の判定処理＞
次に、第２の判定処理について、図５を参照しつつ説明する。第２の判定処理が開始すると、第２の積分時間カウンタＣｎｔ２に「１」が加算される（ステップＳ７０）。第１の判定処理後所定時間経過したか否かを判定するために、後述するステップＳ７４でこの第２の積分時間カウンタＣｎｔ２が用いられる。なお、第２の積分時間カウンタＣｎｔ２には、前述のステップＳ１０で「０」が設定されている。
【００３２】
次に、第１の判定処理終了以降の操舵速度ωｒｅの積算値が算出される。具体的には、操舵速度積算値θωｉに「操舵速度ωｒｅ×演算周期Ｔｋ」が加算される（ステップＳ７２）。これにより、操舵速度積算値θωｉによって、第１の判定処理終了以降に回転したハンドルの操舵角が示される。以上のように、ステップＳ７２によって積分手段が実現される。なお、演算周期Ｔｋは、第１の判定処理と同様、このフローチャートで示す舵角異常判定処理が１周する周期である。また、操舵速度積算値θωｉには、前述のステップＳ１０で「０」が設定されている。
【００３３】
次に、第１の判定処理後、予め決められた時間（第２段階期間）経過したか否かが判定される。具体的には、前述した第２の積分時間カウンタＣｎｔ２とステップＳ１０で値が設定された第２段階期間Ｔｉ２とが比較される（ステップＳ７４）。その結果、第２の積分時間カウンタＣｎｔ２が第２段階期間Ｔｉ２以上であれば、ステップＳ７６に進む。一方、第２の積分時間カウンタＣｎｔ２が第２段階期間Ｔｉ２未満であれば、第２の判定処理を終了し、図３に示すステップＳ９０に進む。なお、第２段階期間Ｔｉ２は、例えば「５秒」に対応する値が設定される。
【００３４】
ステップＳ７６では、第１の判定処理終了以降に検出された操舵速度ωｒｅの積算値θωｉと上記第２段階期間Ｔｉ２経過後に舵角センサ２によって検出された検出操舵角θとの差である操舵角推定誤差θｅが次式（６）により算出される。
θｅ＝θ−θωｉ・・・（６）
さらに、第２の積分時間カウンタＣｎｔ２に「０」が設定され（ステップＳ７８）、操舵速度積算値θωｉに「０」が設定され（ステップＳ８０）、第２段階許可フラグＦｌｇ２に「０」が設定される（ステップＳ８２）。
【００３５】
その後、検出操舵角θが異常であるか否かが判定される。具体的には、ステップＳ７６で算出された操舵角推定誤差θｅの絶対値とステップＳ１０で値が設定された第２判定角度ｅとが比較される（ステップＳ８４）。その結果、操舵角推定誤差θｅの絶対値が第２判定角度ｅを超えていれば、操舵角異常フラグＦｌｇθに「１」が設定され（ステップＳ８６）、その後、図３に示すステップＳ９０に進む。これは、検出操舵角θが実際に回転したハンドルの操舵角を示していない、すなわち舵角センサ２による操舵角の検出に異常が生じていることを意味している。この場合、前述のように異常対応が行われる。一方、ステップＳ８４での判定の結果、操舵角推定誤差θｅの絶対値が第２判定角度ｅ以下であれば、図３に示すステップＳ９０に進む。以上のように、ステップＳ８４によって第２の異常検出手段が実現されている。
【００３６】
＜３．３  ハンドルの動きと処理段階の関係＞
図６は、本実施形態における舵角異常判定処理について、時間と操舵角と処理段階との関係を模式的に示した図である。以下、図６を参照しつつ、ハンドルの動きと舵角異常判定処理の処理段階との関係について説明する。
【００３７】
図６においてＴａで示す期間中、第１の判定処理が行われており、上述した式（１）〜（３）が満たされているものとする。すなわち、この期間中は、ハンドルの操舵角は小さく、ハンドルは継続して中立位置にあり、ステップＳ４０では「第１の積分時間カウンタＣｎｔ１が第１段階期間Ｔｉ１未満」（Ｎｏ）と判定される。
【００３８】
図６においてＴｂで示す時点は、ハンドルが中立位置にある状態が継続し、図４に示すステップＳ４０で「第１の積分時間カウンタＣｎｔ１が第１段階期間Ｔｉ１以上」（Ｙｅｓ）と判定される時を示している。このＴｂで示す時点において、Ｔａで示す期間中の検出操舵角θの平均値である時間平均操舵角θａｖｅに基づいて、検出操舵角θが異常であるか否かが判定される（ステップＳ５０）。
【００３９】
ステップＳ５０で検出操舵角θが異常でない旨判定されると第２の判定処理が行われる。この第２の判定処理は、図６においてＴｃで示す期間中行われている。この期間中、図５に示すステップＳ７４では「第２の積分時間カウンタＣｎｔ２が第２段階期間Ｔｉ２未満」（Ｎｏ）と判定される。なお、図６ではＴｃで示す期間中にハンドルの操舵角が大きくなっている例が示されているが、第１の判定処理終了後には、操舵角の変化に拘わらず第２の判定処理が行われる。
【００４０】
図６においてＴｄで示す時点は、図５に示すステップＳ７４で「第２の積分時間カウンタＣｎｔ２が第２段階期間Ｔｉ２以上」（Ｙｅｓ）と判定される時である。このＴｄで示す時点において、Ｔｃで示す期間中のハンドルの操舵速度ωｒｅの積分値とＴｄで示す時点における検出操舵角θとの差に基づいて、検出操舵角θが異常であるか否かが判定される（ステップＳ８４）。
【００４１】
ステップＳ８４で検出操舵角θが異常でない旨判定されると再度第１の判定処理が行われる。図６においてＴｅで示す期間中、ハンドルは徐々に中立位置に近づいている。この期間中、図４に示すステップＳ３０では「ハンドルは中立位置にない」（Ｎｏ）と判定される。ステップＳ３０で「ハンドルは中立位置にある」（Ｙｅｓ）と判定される時点が図６においてＴｆで示されている。また、図６においてＴｇで示す期間中、上述した式（１）〜（３）が満たされており、ハンドルは継続して中立位置にある。
【００４２】
このように、車両の動作に基づいて第１の判定処理と第２の判定処理とが繰り返される。これにより、検出操舵角θが異常であるか否かが随時２つの判定処理によって判定される。
【００４３】
＜４．効果など＞
以上のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、モータの動作中、以下の２つの判定処理により、舵角センサによって検出される操舵角が異常であるか否かが判定される。第１の判定処理では、ハンドルが中立位置にあるか否かが舵角センサでの操舵角の検出とは独立に判定され、ハンドルが中立位置にある状態における検出操舵角の平均値に基づいて、舵角センサによって検出される操舵角が異常であるか否かが判定される。第２の判定処理では、第１の判定処理終了以降所定時間経過した時の検出操舵角と当該所定時間における操舵速度の積分値との誤差に基づいて、舵角センサによって検出される操舵角が異常であるか否かが判定される。従来は検出操舵角がハンドルの回転可能な最大舵角より大きくなった時にのみ当該検出操舵角の異常が検出されたが、本実施形態では上述のように、中立位置の検出操舵角の異常とハンドル回転時の検出操舵角の異常とが検出される。これにより、従来と比較して、舵角センサによって検出される操舵角の異常検出の精度が高くなる。すなわち、従来は検出されなかった検出操舵角の異常が検出される。このため、端当て衝撃回避制御など舵角センサによって検出される操舵角に基づく制御処理の信頼性が高まり、当該制御処理の効果が十分に引き出される。
【００４４】
＜５．その他＞
上記実施形態では、ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。舵角センサ以外により操舵速度が検出される構成であれば本発明の適用が可能であり、例えば、ブラシつきモータを用いた電動パワーステアリング装置にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。
【図２】上記実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御的観点から見た構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態における舵角異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】上記実施形態における第１の判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】上記実施形態における第２の判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】上記実施形態における舵角異常判定処理について、時間と操舵角と処理段階との関係を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
２    …舵角センサ
３    …トルクセンサ
４    …車速センサ
５    …ＥＣＵ（電子制御ユニット）
６    …ブラシレスモータ
１０  …マイコン
１２  …位置検出センサ
１１４  …目標電流設定部
１４２  …ロータ角速度演算部
１６２  …ロータ角度位置検出器
１７０  …舵角異常判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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